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Courants de Foucault: équations de Maxwell et exemples pratiques

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Dans cours

MICRO-313: Actionneurs et systèmes électromagnétiques I

Le cours aborde les principales méthodes pour l'analyse de systèmes électromécaniques. Une étude des grandeurs physiques magnétiques est suivie par la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique. L'aimant permanent est étudié de manière macrosc ...

Description

Cette séance de cours explore les courants de Foucault, leurs origines et leurs applications pratiques telles que les systèmes de freinage utilisant les équations de Maxwell. Grâce à un exemple de simulation par éléments finis, l'instructeur démontre comment les champs magnétiques variables induisent des courants dans les conducteurs, conduisant à des pertes d'énergie. Des stratégies pour atténuer ces pertes, telles que l'augmentation de la résistivité des matériaux et l'utilisation de structures en couches, sont discutées. La séance de cours souligne l'importance de comprendre les courants de Foucault dans les conducteurs électriques soumis à des champs magnétiques variables, en soulignant leur impact sur l'efficacité et la nécessité de techniques efficaces de réduction des pertes.

Dans MOOC

Conversion electromécanique I

Les moteurs électriques et les actionneurs en général font partie de notre quotidien ; on en trouve aussi bien dans l’industrie que dans les applications grand public : les automobiles, l’électroménager, les ordinateurs et même les téléphones portables utilisent des systèmes électromécaniques afin de créer de la force ou du mouvement. Ce cours aborde les principes de base permettant le calcul, la simulation et la conception de systèmes électromécaniques tels que les actionneurs ou les moteurs électriques.

Enseignant·e·s (2)

Christian Köchli

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Maël Dagon A co-dirigé les thèses EPFL de Sebastiano Merzaghi, Chafic Abu Antoun, Florian Louis Copt, Sofia Lydia Ntella Cours Actionneurs et systèmes électromagnétiques I MICRO-313 Le cours aborde les principales méthodes pour l'analyse de systèmes électromécaniques. Une étude des grandeurs physiques magnétiques est suivie par la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique. L'aimant permanent est étudié de manière macroscopique. L'as

Yves Perriard

Yves Perriard was born in Lausanne in 1965. He received the M. Sc. in Microengineering from the Swiss Federal Institute of Technology - Lausanne (EPFL) in 1989 and the Ph D. degree in 1992. Co-founder of Micro-Beam SA, he was CEO of this company involved in high precision electric drive. Senior lecturer from 1998 and professor since 2003, he is currently director of Laboratory of Integrated Actuators. His research interests are in the field of new actuator design and associated electronic devices. In 2009, he is appointed Vice-Director of the Microengineering Institute in Neuchâtel until 2011. In 2013 the Federal Council has named him the the CTI commission in Bern. In 2014 he is appointed guest professor at Zhejiang University in China. In 2017, the lab is granted by the Werner Siemens Foundation of an amount of 12 millions CHF in order to set up a new Center for Artificial Muscules. Since 2018, he is Expert with Innosuisse, the new Swiss Innovation Agency. http://scholar.google.com/citations?hl=fr&user=V2onuO8AAAAJ https://actu.epfl.ch/news/a-12-million-franc-donation-to-create-a-center-for/

Source officielle

Concepts associés (32)

Densité de courant

La densité de courant, ou densité volumique de courant, est un vecteur qui décrit le courant électrique à l'échelle locale, en tout point d'un système physique. Dans le Système international d'unités, son module s'exprime en ampères par mètre carré ( ou ). À l'échelle du système tout entier il s'agit d'un champ de vecteurs, puisque le vecteur densité de courant est défini en tout point.

Champ magnétique

En physique, dans le domaine de l'électromagnétisme, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un champ vectoriel, c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une norme, d’une direction et d’un sens, définie en tout point de l'espace et permettant de modéliser et quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques comme les aimants permanents.

Potentiel vecteur du champ magnétique

Le potentiel vecteur du champ magnétique, ou, plus simplement potentiel vecteur quand il n'y a pas de confusion possible, est une quantité physique assimilable à un champ de vecteurs intervenant en électromagnétisme. Elle n'est pas directement mesurable, mais sa présence est intimement liée à celle d'un champ électrique et/ou d'un champ magnétique. Son unité SI est le kg.C-1.m.s-1. Bien qu'il ait d'abord été introduit uniquement en tant qu'outil mathématique, en mécanique quantique, il a une réalité physique, comme l'a montré l'expérience Aharonov-Bohm.

Champ électromagnétique

Un champ électromagnétique ou Champ EM (en anglais, electromagnetic field ou EMF) est la représentation dans l'espace de la force électromagnétique qu'exercent des particules chargées. Concept important de l'électromagnétisme, ce champ représente l'ensemble des composantes de la force électromagnétique s'appliquant sur une particule chargée se déplaçant dans un référentiel galiléen. Une particule de charge q et de vecteur vitesse subit une force qui s'exprime par : où est le champ électrique et est le champ magnétique.

Champ magnétique terrestre

Le champ magnétique terrestre, aussi appelé bouclier terrestre, est un champ magnétique présent dans un vaste espace autour de la Terre (de manière non uniforme du fait de son interaction avec le vent solaire) ainsi que dans la croûte et le manteau. Il a son origine dans le noyau externe, par un mécanisme de dynamo auto-excitée. Dynamo terrestre Selon les études de John Tarduno de l'université de Rochester (États-Unis), la Terre possédait déjà un champ magnétique il y a 3,45 milliards d'années.

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Séances de cours associées (46)

Dipole magnétique et analyse de champ

Explore le moment dipolaire magnétique, le couple, l'énergie, l'analyse de champ, et les équations de Maxwell pour magnétostatique.

Magnétostatique : champ magnétique et force

Couvre les champs magnétiques, la loi d'Ampère et les dipôles magnétiques avec des exemples et des illustrations.

Holographie électronique: Théorie et exemples pratiques

Couvre la théorie de l'holographie électronique hors axe, les champs magnétiques, la magnétisation in situ, les skyrmions, les alliages à haute entropie et la tomographie magnétique 3D.

Équations de Maxwell et phénomène d'induction

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Force électromotrice et champs magnétiques

Explore la force électromotrice induite par les champs magnétiques et l'interaction des champs électriques et magnétiques.

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Densité de courant

Champ magnétique

Potentiel vecteur du champ magnétique

Champ électromagnétique

Champ magnétique terrestre

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